Zboża Budowa i znaczenie. Opracował dr inż. Wiktor Berski

Transkrypt

1 Biologiczne Podstawy Produkcji Roślinnej Zboża Budowa i znaczenie Opracował dr inż. Wiktor Berski

2 Wykorzystano między innymi materiały z następujących źródeł: A. Szweykowska, J. Szweykowski. Botanika, PWN Szczegółowa uprawa roslin, pod red. J Hersego, PWN J. Radomski, J. Jasnowska. Botanika, PWN E. Ziółek i in. Szczegółowa uprawa roślin, skrypt AR Jęczmień. Chemia i technologia, pod red. H. Gąsiorowskiego, PWRiL

3 Pod określeniem zboża rozumiemy rośliny o podobnych właściwościach, uprawiane prawie wyłącznie w celu uzyskaniu wysokiego plonu ziarna zawierającego dużo skrobi. Podstawowym plonem jest ziarno przerabiane na mąkę, kaszę, płatki oraz użytkowane w krochmalnictwie, gorzelnictwie i piwowarstwie, a także jako pasza; słoma głównie na paszę i ściółkę. Zboża należą do rodziny traw, klasy roślin jednoliściennych. Mimo odrębności botanicznej do zbóż zalicza się również grykę, która należy do rodziny rdestowatych i klasy dwuliściennych. Rodzina traw wykazuje bardzo dużą zdolność przystosowawczą do różnych warunków życia - rosną one praktycznie wszędzie. W wielu formacjach roślinnych trawy odgrywają zasadniczą rolę, są elementem budującym te zbiorowiska np. amerykańską prerię, afrykańskie sawanny, czy też euroazjatyckie stepy. Stanowią też jedną z najważniejszych grup roślin uprawnych (żyto, pszenica, owies, kukurydza, ryż, trzcina cukrowa, bambus).

4 Systematyka roślin zbożowych Klasa Rodzina Rodzaj Klasa Rodzina Rodzaj żyto pszenica jęczmień owies pszenżyto proso sorgo kukurydza ryż gryka Jednoliścienne Trawy Podrodzina wiechlinowate Podrodzina prosowate Dwuliścienne Rdestowate

5 34% powierzchni wolnej od lodu jest wykorzystywane pod uprawę lub wypas Uprawy Zboża nie rosną na pustyniach, Arktyce oraz terenach górskich Ramankutty, N., A. Evan, C. Monfreda, and J. A. Foley (2008), Farming the planet: 1. Geographic distribution of global agricultural lands in the year 2000,Global Biogeochem. Cycles, 22, GB1003, doi: /2007gb

6 Wykorzystanie powierzchni uprawnej Żywność Ramankutty, N., A. Evan, C. Monfreda, and J. A. Foley (2008), Farming the planet: 1. Geographic distribution of global agricultural lands in the year 2000,Global Biogeochem. Cycles, 22, GB1003, doi: /2007gb Farming the planet: 2. Geographic distribution of crop areas, yields, physiological types, and net primary production in the year 2000 Chad Monfreda, 1Navin Ramankutty, 2and Jonathan A. Foley

7 Pasza Ramankutty, N., A. Evan, C. Monfreda, and J. A. Foley (2008), Farming the planet: 1. Geographic distribution of global agricultural lands in the year 2000,Global Biogeochem. Cycles, 22, GB1003, doi: /2007gb Farming the planet: 2. Geographic distribution of crop areas, yields, physiological types, and net primary production in the year 2000 Chad Monfreda, 1Navin Ramankutty, 2and Jonathan A. Foley

8 Inne Ramankutty, N., A. Evan, C. Monfreda, and J. A. Foley (2008), Farming the planet: 1. Geographic distribution of global agricultural lands in the year 2000,Global Biogeochem. Cycles, 22, GB1003, doi: /2007gb Farming the planet: 2. Geographic distribution of crop areas, yields, physiological types, and net primary production in the year 2000 Chad Monfreda, 1Navin Ramankutty, 2and Jonathan A. Foley

9 Pochodzenie zbóż okres Lokalizacja Pszenica pne Bliski Wschód Jęczmień pne Bliski Wschód Ryż pne Azja Kukurydza pne Ameryka Środkowa Proso pne Afryka Sorgo pne Afryka Żyto 400 pne Europa Owies 100 ne Europa Pszenżyto 1930 ne ZSRR, Europa

10 O znaczeniu gospodarczym zbóż świadczy fakt, że uprawia się je na obszarze wynoszącym ponad 2/3powierzchni gruntów uprawnych na świecie. Swoją popularność zboża zawdzięczają: dużej zdolności przystosowania się do różnych warunków glebowych i klimatycznych, łatwości uprawy przy niedużym nakładzie pracy, stosunkowo dużemu plonowi, łatwości przechowywania, wysokiej wartości odżywczej.

11

12 Światowa produkcja zbóż na tle innych roślin ( mln ton, 2014) Trzcina cukrowa Kukurydza Ryż Pszenica Ziemniaki Soja Palma oleista Buraki cukrowe Maniok Jęczmień Banany Sorgo Proso FAOSTAT

13 Ziarno zbóż jest podstawowym pokarmem człowieka, a także surowcem dla wielu gałęzi przemysłu: Kierunki użytkowania zbóż PRZEMYSŁ ROLNICTWO chemiczno- paszowy spożywczy pasze materiał farmaceutyczny siewny koncentraty piekarski i młynarsko- piwowarskospożywcze: cukierniczy: skrobiowy: słodowniczy: syropy makarony mąki słód, piwo kawy zbożowe pieczywo kasze wódki hydrolizaty białkowe ciastka skrobia odpady przyprawy otręby przemysłowe

14 Ze względu na sposób uprawy zboża (rośliny uprawne) można podzielić na: Ozime (oziminy: żyto, pszenica, jęczmień, pszenżyto) - uprawne rośliny jednoroczne, które do przejścia całego cyklu rozwojowego potrzebują okresu niskich temperatur (jarowizacji), występujących zimą. Wysiane wiosną nie wytwarzają pąków kwiatowych i nie owocują. Owoce dają za to w maju i sierpniu, czasem w grudniu. Oziminy wysiewane jesienią, rozpoczynają wegetację przed zimą. Zimują pod pokrywą śnieżną, ale nie pod lodem. Brak śniegu zimą może prowadzić do uszkodzenia młodych roślin. Zbyt wysokie temperatury zimą prowadzą do przedwczesnego wzrostu roślin. Jare (pszenica, jęczmień, pszenżyto, owies, kukurydza, proso, sorgo, kanar, ryż) - uprawne rośliny jednoroczne, których cały cykl rozwojowy zachodzi w jednym okresie wegetacyjnym. Do kwitnienia nie potrzebują okresu niskich temperatur (jarowizacji).

15 Rodzina traw liczy ok gatunków (w Polsce ok. 160) zarówno roślin zielnych jak i drzewiastych (bambus). Większość gatunków to rośliny wieloletnie lub jednoroczne, o charakterystycznych łodygach podzielonych na wyraźnie pogrubione węzły ( kolanka ) i międzywęźla. Łodygi tego typu nazywane są źdźbłami i z pewnymi wyjątkami (kukurydza i trzcina cukrowa) są puste w środku. Mogą ulegać zdrewnieniu (bambus). Charakterystyczną budowę mają także liście traw składające się z tzw. pochwy, która otacza źdźbło ponad kolankami oraz równowąskiej blaszki liściowej. W miejscu przejścia pochwy w blaszkę znajduje się charakterystyczny twór zwany języczkiem liściowym. Jest to krótki błoniasty wyrostek przylegający do źdźbła. Trawy posiadają korzenie wiązkowe, które zagłębiają się płytko w ziemie; większa ich część znajduje się w górnej warstwy gleby (do głębokości 25 cm), jednakże część ich może sięgać do 1 m, a nawet głębiej.

16 Zboża mają wspólne cechy botaniczne, a mianowicie: 1.Korzenie wiązkowe zagłębiają się płytko w ziemię; większa ich część znajduje się w górnej warstwy gleby (do głębokości 25 cm), jednakże część ich może sięgać do 1 m, a nawet głębiej. 2.Łodyga zbudowana jest z kilku międzywęźli (grube węzły noszą nazwę kolanek), które u większości zbóż są puste, tylko kukurydza, proso i niektóre odmiany pszenicy maja międzywęźla wypełnione gąbczastym rdzeniem. 3.Z każdego węzła wyrasta liść, u którego wyróżnia się blaszkę liściową i pochwę obejmującą dolną część międzywęźla. U nasady blaszki liściowej znajduje się: języczek i uszka (ostrogi), których kształt jest charakterystyczny dla poszczególnych rodzajów zbóż.

17 4.Zboża mają kwiatostan złożony, przy czym jest nim albo kłos złożony (u żyta, pszenicy i jęczmienia) albo wiecha (u owsa, prosa, ryżu i sorga). Kwiaty zbóż są obupłciowe z wyjątkiem kukurydzy, u której kwiatostan męski (wiecha) wyrasta na szczycie łodygi, zaś kwiatostan żeński (kolba), w kątach dolnych liści. 5.Owocem zbóż jest ziarniak zwany popularnie ziarnem. Niektóre zboża mają ziarniaki gołe (pszenica, żyto), choć istnieją pszenice oplewione, u innych ziarniak jest otoczony plewkami kwiatowymi (owies, jęczmień, proso, ryż). Plewki są albo nie zrośnięte z ziarniakiem (owies, proso, ryż), albo z nim zrośnięte (jęczmień) choć obok oplewionych form jęczmienia i owsa istnieją również formy nieoplewione (nagie). Owocem gryki jest trójgraniasty orzeszek (niełupka), również pospolicie zwany ziarnem.

18 System korzeniowy pszenicy ozimej Marquis 31 dni 45 dni 60 dni W trakcie kwitnienia

19 Budowa wykształconej rośliny zbożowej: a. Korzonki zarodkowe, b. korzenie przybyszowe, c. międzyweźle, d. kolanko, e. blaszka liściowa, f. pochwa, g. dokłosie h. kłos.

20 Budowa źdźbła A- rozwój źdźbła, B- odcinek źdźła z dwoma węzłami, C- kolanko źdźła, D- przekrój przez kolanko i węzeł. 1. Blaszka liścia 2. Pochwa liścia 3. Zgrubienie pochwy czyli kolanko 4. Węzeł 5. Międzywęźle 6. Tkanka twórcza

21 Liście traw A- części składowe liścia: 1- kolanko, 2- pochwa liściowa, 3- języczek, 4- blaszka liściowa; B- podstawa blaszki liściowej: 5- ostrogi (uszka); C- fragment liścia owsa zdjętego z łodygi.

22 Z węzłów wyrastają liście, składające się z blaszki liściowej i pochwy, która obejmuje źdźbło. Na granicy blaszki liściowej i pochwy znajdują się uszka i języczek, których kształt jest charakterystyczny dla poszczególnych gatunków.

23 Kwiatostany zbóż a) jęczmień, c) pszenica, d) żyto kłosy b) owies - wiecha

24 Kukurydza

25 Budowa kwiatu zbóż Kwiaty traw są z reguły obupłciowe i w zasadzie składają się z górnego słupka i trzech pręcików. U podstawy słupka znajdują się zwykle dwie lub trzy drobne łuski zwane łuszczkami będące najprawdopodobniej pozostałością po wewnętrznym kółku okwiatu. Słupek z pręcikami i łuszczkami zamknięty jest w dwóch łuskach zwanych plewkami. Wyżej umieszczona plewka górna powstała ze zrośnięcia się dwóch listków zewnętrznego okółku. Plewka dolna jest natomiast przekształconą przysadką szypułki kwiatowej. Jeden lub więcej takich kwiatów zamkniętych w plewkach zestawionych jest na osi w elementarny kwiatostan objęty od dołu płonymi łuskami zwanymi plewami. Takie elementarne kwiatostany zestawione są następnie w różnego rodzaju groniaste, złożone kwiatostany, najczęściej wiechy lub kłosy. Plewy i plewki opatrzone są często na szczycie ością a owocem jest tkwiący w plewkach ziarniak, suchy owoc, w którym łupina nasienna zrośnięta jest z owocnią. Od reguły tej istnieją odstępstwa, np. bambus tworzy owoce typu jagody. Gryka ma kwiaty obcopylne, zapylane przez owady. Kwiaty są dwupostaciowe, jedne mają słupek wystający ponad pręcikami, inne krótszy od pręcików.

26 Kłoski pszenicy owocują przeciętnie czterema ziarniakami. Rzadko spotyka się szóste ziarniaki u pszenicy lecz tylko drugie i pierwsze ziarniaki w kłosku są największe, wypełnione - dorodne. Kłoski wyrastają na osadce naprzemianlegle, schodkowato w formie pięterek. Kłos pszenicy ma przeciętnie 16, a niezwykle rzadko występuje 26 pięterek. Kłoski dolne są płonne - nie wytworzą ziarniaków i płonnych jest również kilka kłosków szczytowych. Wikipedia

27 Schemat budowy kłoska: a. Plewa, b. plewka dolna, c. plewka górna, d. znamiona słupka, e. pylnik. Kwiaty u zbóż zebrane są w kwiatostany (kłosy lub wiechy), i są osadzone na zakończeniu źdźbła. Kwiat jest zbudowany z dwóch plewek, słupka i trzech pręcików. U form ościstych dolna plewka jest zakończona ością W kłosie pszenicy na każdym pięterku osadki kłosowej znajduje się jeden kłosek, zawierający 3-5 kwiatków, z czego 1 lub 2 są płonne.

28 Budowa ziarniaka Ziarniak, owoc pojedynczy, suchy, niepękający, jednonasienny, w którym łupina nasienna zrośnięta jest z owocnią. Zarodek w ziarniaku jest mały, umieszczony z boku i nietypowo wykształcony. Jeden liścień zarodka umieszczony jest bocznie i przekształcony jest w tarczkę ściśle przylegająca do bielma. Większą część ziarniaka wypełnia bielmo o wysokiej zawartości skrobi zapasowej, w zewnętrznej części bielma znajduje się tzw. warstwa aleuronowa wypełniona białkiem zapasowym (aleuronowe ziarna). Ziarniak jest owocem charakterystycznym dla rodziny traw.

29 Budowa ziarniaków poszczególnych zbóż jest podobna. Pod względem budowy morfologicznej (zewnętrznej) i form kiełkowania ziarna, zboża dzielą się na: 1.Posiadające wyraźny rowek podłużny (bruzdkę) na stronie brzusznej ziarna i wytwarzające przy kiełkowaniu przy kiełkowaniu kilka korzonków. 2.Nieposiadające podłużnego rowka i wytwarzające przy kiełkowaniu jeden korzonek (kukurydza, gryka, proso).

30 Budowa anatomiczna ziarna pszenicy 1.Bródka 2.Bielmo 3.Komórki skrobi w białkowej matrycy 4.Ścianki celulozowe komórki 5.Komórki aleuronowe 6.Warstwa hialinowa 7.Warstwa nasienna (Testa) 8.Komórki rurkowe 9.Komórki poprzeczne 10.Komórki podłużne 11.Naskórek 12.Tarczka 13.Pączek 14.Korzonek 15.Bruzdka 16.Plamka pigmentowa 17.Okrywa 18.Zarodek R. Jurga Przetwórstwo zbóż, Warszawa 1994

31 Przekrój poprzeczny ziarniaka jęczmienia (x200) Jęczmień. Chemia i technologia

32 Pod względem budowy anatomicznej ziarno zbóż składa się z: zarodka, bielma i okrywy owocowo-nasiennej. Okrywa owocowo nasienna stanowi najbardziej zewnętrzna część ziarna. Zbudowana jest z komórek obumarłych i zdrewniałych, silnie wysyconych substancjami mineralnymi. Chroni ona ziarno przed uszkodzeniem, szkodnikami i truciznami (zaprawy), jest nieprzepuszczalna dla wielu substancji, przepuszcza natomiast wodę i w określonych warunkach tlen. Fakt ten ma ogromne znaczenie w procesie kiełkowania ziarna, wykorzystywanym w przemyśle fermentacyjnym (słodowanie), jak również przy nawilżaniu i kondycjonowaniu ziarna przed przemiałem.

33 W zarodku, który pod względem fizjologicznym stanowi najważniejszą część ziarna rozróżnia się stożek wzrostu, łodyżkę, korzonek oraz tarczkę. Tarczka pełni role organu ssącego, za pomocą którego zarodek pobiera z bielma pożywienie. Ponad nasada tarczki znajduje się stożek wzrostu pędu i zawiązki liści okryte specjalną pochwą, utworzoną przez najbardziej zewnętrzny liść, zwana koleoptylem. Zawiązek korzenia znajduje się na drugim biegunie zarodka, i jest również okryty pochwa (koleoryzą). Bielmo jest magazynem substancji zapasowych i dzieli się na bielmo środkowe tzw. mączne, stanowiące główny składnik mąki oraz zewnętrzną warstwę komórek aleuronowych, w praktyce zaliczaną do okrywy owocowo-nasiennej i przechodzącą w czasie przemiału do otrąb. Pszenica zawiera około 83% bielma, żyto 78%, a owies 58%. Warstwa aleuronowa stanowi obok bielma rodzaj magazynu składników odżywczych, a ponadto jest źródłem wielu witamin i enzymów. W czasie kiełkowania uzupełnia rolę tarczki przekazując zarodkowi składniki odżywcze z bielma.

34 W górnej części ziarna występuje kępka włosków zwana bródką. Przypuszczalnie spełnia ona pewną rolę w regulacji wilgotności ziarna w czasie dojrzewania. Włoski bródki są pojedynczymi komórkami o kształcie charakterystycznym dla poszczególnych zbóż. Bródka stanowi miejsce, w którym osadza się brud, bakterie, zarodniki grzybów. W czasie czyszczenia ziarna jest usuwana w łuszczarkach. Na stronie brzusznej ziarna (przeciwległej do zarodka) biegnie, w przypadku niektórych zbóż takich jak: żyto, pszenica, jęczmień i owies, charakterystyczny rowek zwany bruzdką. Jest to pozostałość po wiązce sitowo naczyniowej, przez którą roślina macierzysta zaopatruje ziarno w kłosie w substancje odżywcze. Ponieważ bruzdka stanowi siedlisko pyłu, brudu, drobnoustrojów, a ponadto jej wielkość decydować może o wydajności mąki z ziarna, uważa się, że ziarno o głębokiej bruzdce stanowi surowiec młynarski gorszej jakości. Bruzdka w pszenicy jest z reguły szeroka i płytka, natomiast u żyta węższa i głębsza.

35 Stosunek ilościowy poszczególnych części ziarniaka: Okrywa owocowa 5,5 % Okrywa nasienna 2,5 % Bielmo ogółem 89,5 % W tym: Warstwa komórek aleuronowych 7,0 % Bielmo środkowe 82,5 % Zarodek 2,5 %

36 389 Znaczenie zbóż w żywieniu człowieka Przegląd Zbożowo-Młynarski 2007

37 Fazy rozwojowe roślin zbożowych (skala BBCH) 0. Kiełkowanie 1. Rozwój liści 2. Krzewienie 3. Strzelanie w źdźbło, wzrost pędu na długość 4. Grubienie pochwy liściowej liścia flagowego (rozwój kłosa w pochwie liściowej) 5. Kłoszenie 6. Kwitnienie 7. Rozwój ziarniaków 8. Dojrzewanie 9. Zamieranie Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

38 Fazy rozwojowe roślin zbożowych (skala BBCH) Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

39 0. Kiełkowanie Kod Opis 00 Suchy ziarniak 01 Początek pęcznienia, ziarniak miękki typowej wielkości 03 Koniec pęcznienia, ziarniak napęczniały 05 Korzeń zarodkowy wydostaje się z ziarniaka 06 Korzeń zarodkowy wzrasta, widoczne włośniki i korzenie boczne 07 Pochewka liściowa (koleoptyl) wydostaje się z ziarniaka 09 Pochewka liściowa (koleoptyl) przebija się na powierzchnię gleby (pękanie gleby) Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

40 Kod Opis 10 Z pochewki liściowej (koleoptyla) wydobywa się pierwszy liść (szpilkowanie) 11 Faza 1. liścia 12 Faza 2. liścia 13 Faza 3. liścia 1... Fazy trwają aż do Faza 9. lub więcej liści 1. Rozwój liści Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

41 2. Krzewienie Kod Opis 20 Brak rozkrzewień 21 Początek fazy krzewienia: widoczne 1 rozkrzewienie 22 Widoczne 2 rozkrzewienia 23 Widoczne 3 rozkrzewienia 2... Fazy trwają aż do Koniec fazy krzewienia. Widoczna maksymalna liczba rozkrzewień Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

42 3. Strzelanie w źdźbło, wzrost pędu na długość Kod Opis 30 Początek wzrostu źdźbła: węzeł krzewienia podnosi się, pierwsze międzywęźle zaczyna się wydłużać, szczyt kwiatostanu co najmniej 1 cm nad węzłem krzewienia 31 1 kolanko co najmniej 1 cm nad węzłem krzewienia 32 2 kolanko co najmniej 2 cm nad kolankiem kolanko co najmniej 2 cm nad kolankiem 3 3 Fazy trwają aż do 37 Widoczny liść flagowy, ale jeszcze nierozwinięty, kłos zaczyna pęcznieć 39 Faza liścia flagowego: liść flagowy całkowicie rozwinięty, widoczny języczek liściowy (ligula) ostatniego liścia Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

43 4. Grubienie pochwy liściowej liścia flagowego (rozwój kłosa w pochwie liściowej) Kod Opis 41 Początek grubienia (nabrzmiewania) pochwy liściowej liścia flagowego, wczesna faza rozwoju kłosa, wiechy 43 Widoczna nabrzmiała pochwa liściowa liścia flagowego 45 Końcowa faza nabrzmiewania pochwy liściowej liścia flagowego, późna faza rozwoju kłosa, wiechy 47 Otwiera się pochwa liściowa liścia flagowego 49 Widoczne pierwsze ości Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

44 Kod Opis 5. Kłoszenie 51 Początek kłoszenia: szczyt kwiatostanu wyłania się z pochwy, widoczny pierwszy kłosek 52 Odsłania się 20% kwiatostanu (kłos, wiecha) 53 Odsłania się 30% kwiatostanu (kłos, wiecha) 54 Odsłania się 40% kwiatostanu (kłos, wiecha) 55 Odsłania się 50% kwiatostanu (kłos, wiecha) 56 Odsłania się 60% kwiatostanu (kłos, wiecha) 57 Odsłania się 70% kwiatostanu (kłos, wiecha) 58 Odsłania się 80% kwiatostanu (kłos, wiecha) 59 Zakończenie fazy kłoszenia, wszystkie kłoski wydobywają się z pochwy, kłos (wiecha) całkowicie widoczny Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

45 6. Kwitnienie Kod Opis 61 Początek fazy kwitnienia: widoczne pierwsze pylniki 65 Pełnia fazy kwitnienia, wykształconych 50% pylników 69 Koniec fazy kwitnienia, wszystkie kłoski zakończyły kwitnienie, widoczne zaschnięte pylniki Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

46 7. Rozwój ziarniaków Kod Opis 71 Dojrzałość wodna: pierwsze ziarniaki wodniste, osiągnęły połowę typowej wielkości 73 Początek dojrzałości mlecznej 75 Pełna dojrzałość mleczna ziarniaków, ziarniaki osiągnęły typową wielkość, źdźbło zielone 77 Dojrzałość późno-mleczna ziarniaków Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

47 8. Dojrzewanie 9. Zamieranie Kod Opis Kod Opis 83 Początek dojrzałości woskowej ziarniaków 85 Dojrzałość woskowa miękka, ziarniaki łatwo rozcierają się między palcami 87 Dojrzałość woskowa twarda, ziarniaki łatwo łamać paznokciem 89 Dojrzałość pełna, ziarniaki twarde, trudne do podzielenia paznokciem 92 Dojrzałość martwa, ziarniaki bardzo twarde, nie można w nie wbić paznokcia 93 Ziarniaki luźno ułożone w kłosie, mogą się osypać 97 Roślina więdnie i zamiera 99 Zebrane ziarno, okres spoczynku Fazy rozwojowe S. Zwierz Pomorskie Wieści Rolnicze, Przegląd rolniczy

48

49 W 2016 roku powierzchnia użytków rolnych w gospodarstwach rolnych wyniosła tys. ha, tj. 89,5% obszaru ogólnego gospodarstw rolnych. Liczba gospodarstw rolnych posiadających użytki rolne wyniosła 1 408, w tym 27 tys. gospodarstw posiadało powierzchnię użytków rolnych do 1,0 ha włącznie. Główny Urząd Statystyczny oszacował powierzchnię uprawy zbóż ogółem w 2016 r. na około 7,5 mln ha (około 52% użytków), w tym powierzchnia zasiewów zbóż podstawowych z mieszankami zbożowymi około 6,9 mln ha, z tego: pszenicy około 2,4 mln ha (34,8%), żyta blisko 0,8 mln ha (11,6%), jęczmienia blisko 1,0 mln ha (14,5%), owsa blisko 0,5 mln ha (7,2%), pszenżyta około 1,4 mln ha (20,3%), mieszanek zbożowych około 0,8 mln ha (11,6%).

50 Plony w 2016 roku poszczególnych gatunków zbóz ozimych według szacunku wynikowego (w dt/ha): pszenica 47,5 (38,5)*, zẏto 28,9, je czmien 42,8 (36,2), pszenzẏto 36,7 (31,8), mieszanki zbozȯwe 32,3 (30,4). Zbiory zbóż ozimych wyszacowano na około 16,6 mln t (9,2 mln t), w tym: pszenicy na 8,9 mln t (2,2 mln t), żyta na ponad 2,2 mln t jęczmienia na blisko 0,8 mln t (2,8 mln t), pszenżyta na około 4,4 mln t (0,6 mln t), mieszanek zbożowych na blisko 0,3 mln t (2,2 mln t), owies (1,4 mln t). Powierzchnia kukurydzy uprawianej na ziarno wyniosła około 0,6 mln ha, natomiast plony określono na około 4,2 mln. *zboża jare oszacowano na 71,7 dt/ha. Zbiory

51 Rodzaje zbóż

52 Pszenica

53 PSZENICA, Triticum, rodzaj z rodziny wiechlinowatych (traw), obejmujący około 20 gatunków dzikich i uprawnych roślin zielnych, pochodzących z pd.-zach. i środk. Azji. Obok jęczmienia jest najstarszym zbożem chlebowym; obecnie jej uprawa na ziarno (mąka, kasze) jest rozpowszechniona na całym świecie i zajmuje czołowe miejsce w globalnej produkcji zbóż. Dzięki zabiegom hodowlanym uzyskano odmiany o nowych cechach, co umożliwiło rozszerzenie upraw na inne strefy klimatyczne oraz zwiększyło plenność. Wśród uprawnych gatunków i podgatunków największe znaczenie gospodarcze ma pszenica zwyczajna. Wykształca kilka źdźbeł o wysokości cm; roślina zasadniczo samopylna; kwiatostan kłos złożony z kłosków osadzonych po obu stronach niełamliwej osadki kłosowej. Ziarniak zaokrąglony, nie zrośnięty z plewkami, łatwo się wymłaca.

54 W obrębie pszenicy zwyczajnej (Triticum vulgare) wydziela się odmiany botaniczne różniące się ościstością, barwą kłosa i ziarna (białe lub czerwone); liczne odmiany rolnicze, ozime i jare, różnią się zarówno cechami morfologicznymi, fizjologicznymi, jak i właściwościami rolno-użytkowymi, np. wczesnością, zimotrwałością, odpornością na choroby, zawartością w ziarnie białek glutenowych (11 18%) warunkujących wartość wypiekową mąki. Oprócz pszenicy zwyczajnej dość powszechna jest uprawa pszenicy twardej (Triticum durum), o szklistym przekroju ziarna i znacznej zawartości białka (pszenica makaronowa). Inne podgatunki są uprawiane sporadycznie.

55 Pszenica wymaga dobrej gleby i silnego nawożenia mineralnego. Siew pszenicy ozimej w 2 połowie września i początkach października, zbiór w 2 połowie lipca i początkach sierpnia, pszenicy jarej w sierpniu. W Polsce około 90% powierzchni obsianej pszenicą stanowią ozime odmiany pszenicy zwyczajnej, reagujące zwyżką plonów na silne nawożenie; pozostałe 10% zajmują odmiany jare, mniej plenne, lecz o lepszej wartości wypiekowej mąki. Najwyższe plony uzyskuje się w Holandii (8,5 t/ha), a także w Wielkiej Brytanii i Francji. W Polsce uzyskuje się plony ziarna średnio na poziomie 3,5 t/ha. Zużycie ziarna pszenicy: 50 % spożycie, 40 % pasza, 8 % materiał siewny, 2 % straty. Ziarno jest tez wykorzystywane do produkcji kaszy mannej, płatków śniadaniowych, znajduje zastosowanie w produkcji skrobi, słodu browarniczego oraz suchego glutenu. W czasie przerobu ziarna na mąkę czy kasze otrzymuje się cenny produkt uboczny - otręby pszenne

56 Żyto

57 ŻYTO, Secale, rodzaj z rodziny wiechlinowatych, obejmujący kilkanaście gatunków. jednorocznych i wieloletnich roślin zielnych. Żyto zwyczajne pochodzi z Azji Mniejszej, i obejmuje znaczną część podgatunków rosnących jako chwasty w uprawach zbóż. Najważniejszym gospodarczo podgatunkiem jest żyto uprawne, roślina jednoroczna, o wysokości do 2m; kłos ościsty, ziarniak nie jest zrośnięty z plewką, łatwo się wymłaca; żyto jest rośliną wiatropylną, obcopylną, samosterylną. Uprawne żyto jest typową wtórną rośliną uprawną, powstałą z chwastu towarzyszącego polom pszenicy. Pierwsze ślady uprawy w pn. Europie pochodzą z okresu brązu i wczesnego okresu żelaza; w czasach cesarstwa rzymskiego główne zboże chlebowe na pn. od Alp. Do XIX wieku w wielu rejonach dominowało nad pszenicą. Obecnie na większą skalę (na ziarno, na zieloną paszę) jest uprawiane w pn. i środk. Europie.

58 Ziarno żyta (zawierające oprócz skrobi ok. 11% białka, ok. 2% tłuszczu i in.) używane jest do wyrobu mąki (głównie na chleb), napojów alkoholowych, otręby żytnie są cenną paszą, słoma służy głównie. jako ściółka. Plony żyta 1,8 2,4 t z ha (w dobrych warunkach powyżej 4 t z ha); Polska zajmuje 2 miejsce w światowej produkcji tego zboża (po Federacji Ros.). Żyto jest mało wymagające klimatycznie i glebowo.

59 Pszenżyto

60 PSZENŻYTO, Triticale, sztucznie wyhodowane zboże, mieszaniec pszenicy i żyta, o cechach pośrednich w stosunku do gatunków rodzicielskich. Powstaje w wyniku zapylenia pszenicy pyłkiem żyta. W porównaniu ze zwykłymi mieszańcami pszenicy i żyta pszenżyto odznacza się dobrą płodnością i plennością, zawiera o ok. 4% więcej białka niż pszenica, ma mniejsze od niej wymagania glebowe. W Polsce wzrost jego zbiorów jest związany z wprowadzaniem plennych odmian hodowlanych oraz zwiększaniem powierzchni uprawy. Stosowane do produkcji pasz treściwych. Plon ziarna pszenżyta w produkcji wynosi ok. 3,1 t/ ha, podczas gdy w uprawach doświadczalnych średni plon wynosi ok. 6,87 t/ ha, co oznacza że staje się ono potencjalnie najplenniejszym zbożem. Produkuje się średnio 1980 tyś ton ziarna rocznie, w tym ok. 90% formy ozimej, który prawie w całości jest przeznaczany na pasze.

61 Jęczmień

62 JĘCZMIEŃ, Hordeum, rodzaj z rodziny wiechlinowatych (traw), podrodziny jęczmieniowatych; obejmuje jednoroczne lub wieloletnie rośliny zielne (wg różnych autorów od 18 do 30 gatunków.). Jest on zapewne najstarsza roślina uprawna, znany już w okresie neolitu, uprawiany głównie jako zboże chlebowe w starożytnym Egipcie, Mezopotamii, Grecji, jest obecnie rozpowszechniony jako roślina jara i ozima na wszystkich kontynentach. Źdźbło wysokości cm; liście lancetowate, dość szerokie. Owocem jest wydłużony ziarniak, zrośnięty z plewkami, z wyjątkiem form jęczmienia nagiego (orkisz). Rozróżnia się jęczmienie dwurzędowe (2 boczne kłoski płonne, środkowy płodny) oraz jęczmienie wielorzędowe (wszystkie 3 kłoski płodne). wśród jęczmieni wielorzędowych wydziela się m.in. formy 6-rzędowe oraz 4-rzędowe.

63 Ziarno jęczmienia ze względu na brak białek glutenowych nie nadaje się na mąkę do wyrobu chleba. Używane przede wszystkim na kasze, jako surowiec browarniany do wyrobu piwa oraz na paszę. Wyhodowano dużą liczbę odmian umożliwiających uprawę w trudnych warunkach dalekiej północy (okres wegetacyjny ok. 55 dni), jak i spełniających wymagania przemysłowe. Niektóre gatunki jęczmienia są uprawiane jako trawy ozdobne, inne spotykane jako chwasty przydrożne. W Polsce udział jęczmienia ozimego w uprawie jest nieduży ze względu na łatwe wymarzanie; ziarno (zawiera ok. 14% wody, ok. 11% białka, ok. 65% skrobi, 2 4% tłuszczu, ok. 2,5% związków miner.) używane na paszę (75%), do produkcji słodu piwowarskiego i gorzelniczego (5%), także do celów konsumpcyjnych (kasze, mąka) 5%. Na materiał siewny przeznacza się około 10%. Reszta (około 5%) to ubytki i straty.

64 Owies

65 OWIES, Avena, rodzaj z rodziny wiechlinowatych (traw); obejmuje od 7 do 30 gatunków samopylnych roślin jednorocznych lub wieloletnich, pochodzenia azjatyckiego. Owies został stosunkowo późno wprowadzony do uprawy, około 2 tys. lat temu. Początkowo był chwastem w pszenicy i jęczmieniu. Kwiatostan wiecha o kłoskach dwu- lub kilku-kwiatowych, otulonych wielkimi plewami; ziarno nie wymłaca się z plewek (z wyjątkiem form nagich), choć nie jest z nimi zrośnięte. Dzięki niewielkim wymaganiom cieplnym, uprawa owsa sięga do koła podbiegunowego, częsta także uprawiany jest w górach na znacznych wysokościach. Ziarno o wysokiej zawartości tłuszczu (4 6,5%) i białka w stosunku do innych zbóż, jest użytkowane głównie na paszę (85%) w mniejszym stopniu (ok. 5% świat. zbiorów) do wyrobu płatków i kasz owsianych; jako paszę wykorzystuje się także zielonkę, słomę i plewy. Największe znaczenie gospodarcze ma owies zwyczajny, Avena sativa, jednoroczna roślina jara, wysokości cm. Owies ma duże wymagania pokarmowe i wilgotnościowe, odznacza się znaczną zdolnością przyswajania trudno dostępnych składników gleby. Zbiory w sierpniu, średni plon ziarna około 2,5 t z ha.

66 Ryż

67 RYŻ, ryż siewny, Oryza sativa, roślina zbożowa z rodziny wiechlinowatych (traw), z reguły samopylna, pochodząca z pd.-wsch. Azji, w uprawie jednoroczna; ryż wytwarza kilka źdźbeł, wysokości cm; kwiatostan rozgałęziona wiecha mająca na każdym odgałęzieniu kilka jednokwiatowych kłosków; ziarniaki zrośnięte z plewkami, zawierają około 78% skrobi, 7% białka, 1% tłuszczu, witamin z kompleksu B, soli miner. Ryż jest znany w uprawie od ponad 5 tys. lat; rozpowszechniony na obszarach tropikalnych i subtropikalnych Azji, Afryki, w pd. i pd.-zach. Europie. Spotykany w górach, np. w Himalajach do wys m n.p.m.; zajmuje drugie miejsce (po pszenicy) w światowej uprawie zbóż. Ziarno konsumpcyjne traci w procesie przemiału większość białka, tłuszczów, soli miner. i witamin. Spożywane w postaci kaszy, ryżu preparowanego (dętego), płatków i mąki. Służy także do wyrobu napojów alkoholowych (arak, sake); ze skrobi ryżowej wyrabia się m.in. puder kosmetyczny, krochmal; słoma służy jako pasza, do wyplatania mat, do wyrobu papieru (zwłaszcza wysokogatunkowych bibułek papierosowych). Ryż ma duże wymagania wilgotnościowe i cieplne; około 90% światowej produkcji ryżu pochodzi z obszarów monsunowych; siew nasion lub sadzenie rozsady na polach zalewanych wodą, osuszanych przed zbiorem. Plony od 1 do powyżej 8 t z ha.

68 Kukurydza

69 KUKURYDZA Zea mays, jednoroczna roślina zbożowa z rodziny wiechlinowatych (traw), podrodziny prosowatych, pochodząca z Meksyku. W stanie dzikim nie znana. Źdźbło wysokości 0,5 2,5 m (niekiedy do 5 m); roślina jednopienna, rozdzielnopłciowa, wiatropylna; kwiatostany męskie wiechy, osadzone na wierzchołkach źdźbeł, żeńskie kolby, w pochwach dolnych liści; ziarniaki barwy białej, żółtej, czerwonej, brunatnej lub ciemnofioletowej. Kukurydza uprawiana jest od ponad 5 tys. Lat. Po odkryciu Ameryki sprowadzona do Europy. Obecnie pospolita w klimacie ciepłym na całym świecie. Wyparła kilka ważnych uprzednio zbóż, np. sorgo czy proso. Zastosowanie kukurydzy jest bardzo różnorodne jest cenną roślina pastewną (ziarno, zielonka, kiszonka) i konsumpcyjna; ziarno spożywane w całości (po ugotowaniu), w postaci mąki, kaszy i in. oraz przerabiane na krochmal, spirytus, olej, cukier, płatki kukurydziane.

70 Młode kolby i niedojrzałe nasiona pewnych odmian używane są jako warzywo. Zielone pędy służą jako pasza, zaś sucha słoma może być użyta do produkcji papieru. Stosowana też w lecznictwie. Obecnie szeroko uprawiana zwłaszcza w Ameryce Pn. i Pd., pd. Europie, Federacji Ros. i Azji. Skład chemiczny ziarna waha się zależnie od odmiany botanicznej. Ziarno zawiera ok. 14% wody, 60 66% skrobi, 11,3 14,3% białka, ok. 4,6% tłuszczu, wszystkie podstawowe witaminy, związki fosforu i wapnia. Największe znaczenie gospodarcze mają odmiany botaniczne: kukurydza twarda (kukurydza zwykła), o ziarnie gładkim szklistym; jako roślinę pastewną uprawia się kukurydzę koński ząb, o ziarnie spłaszczonym, z wgłębieniem na wierzchołku, dającą bardzo dużą ilość zielonej masy; kukurydza cukrowa,o ziarnie pomarszczonym, wewnątrz szklistym, uprawiana jako warzywo (do wyrobu konserw, mrożonek); kukurydza pękająca, (2 formy: kukurydza ryżowa i kukurydza perłowa).

71 R. Jurga Przetwórstwo zbóż, Warszawa 1994 Budowa anatomiczna ziarniaka kukurydzy 1.Naskórek 2.Komórki poprzeczne 3.Komórki rurkowe 4.Warstwa nasienna 5.Warstwa aleuronowa 6.Bielmo zrogowaciałe 7.Bielmo mączyste 8.Komórki z ziarenkami skrobi 9.Ścianki komórek 10.Tarczka 11.Pączek 12.korzonek

72 Sorgo

73 SORGO, Sorghum, rodzaj z rodziny wiechlinowatych (traw) obejmujący ok. 30 gatunków roślin zielnych, pochodzących z Afryki. Kilka gatunków jednorocznych, objętych wspólną nazwą Sorghum vulgare, należy do roślin najdawniej uprawianych, rozpowszechnionych w rejonach zbyt suchych lub zbyt gorących dla innych roślin. Łodygi wysokości. 0,5 4 m; kwiatostan wiecha (długości cm). Światowa produkcja wynosi około 60,6 mln t (1994). Ziarno do celów spożywczych i przemysłowych (mąka, kasza, krochmal, spirytus, słoma ryżowa ) oraz pastewnych. Sorgo zajmuje 5 miejsce (po pszenicy, ryżu, kukurydzy i jęczmieniu) w światowej produkcji zbóż, a w dużej części Afryki i Azji jest najważniejszym zbożem konsumpcyjnym.

74 Proso

75 GRYKA, Fagopyrum, rodzaj z rodziny rdestowatych, obejmuje 3 gatunki jednorocznych roślin lub bylin, pochodzących ze środkowej i wschodniej Azji. Kwiaty drobne, w groniastym kwiatostanie, owoc to drobny, brunatny, trójgraniasty orzeszek, zwany ziarnem, (zawiera oprócz skrobi około 12% białka, 2,6% tłuszczu, witaminy B1) przerabiany na kaszę (gryczana). Cenna roślina miododajna i pastewna (słoma, plewy), wyzyskiwana też w farmacji. Plon zielonej masy wynosi ponad 10 t z ha, nasion 0,9 1,5 t z ha.

76 1. Kwitnąca łodyga 2. Kwiat 3. Owoc bez skrzydełek 4. Owoc ze skrzydełkami 5. Widok z góry owocu ze skrzydełkami

77 Budowa owocu Gryki 1. Okrywa owocowa, 2. okrywa nasienna, 3. bielmo, 4. zarodek R. Jurga Przetwórstwo zbóż, Warszawa

78 Amarantus

79 SZARŁAT, amarant, Amaranthus, roślina zielna, przeważnie jednoroczna, z rodziny szarłatowatych; około 50 gatunków, występuje w pn. strefie umiarkowanej i w międzyzwrotnikowej. Pędy często czerwonawe, kwiaty zebrane w kłosy, wysokość do 80 cm. Amarantus (szarłat spożywczy) należy do grupy najstarszych roślin uprawnych świata. Przed odkryciem Ameryki był, obok kukurydzy, ziemniaka i fasoli, podstawową rośliną uprawną, uznawaną przez Inków i Azteków za roślinę świętą. Od niedawna w wielu państwach odkryta na nowo, coraz częściej nazywana zbożem XXI wieku. Uprawne formy amarantusa wytwarzają do 50 cm kwiatostan dający ok. 50 tys. nasion koloru kremowego, złocistego lub różowego. Nasiona charakteryzują się wysoką zawartością białka (17-21%) bogatego w lizynę i metioninę. Wartość biologiczna białka amarantusa wynosi ok. 75%, czym przewyższa wartość biologiczną białka mleka (73%), jęczmienia (62%), pszenicy (56%) i kukurydzy (44%). Są ponadto bogate w żelazo, magnez i wapń. Olej amarantusa zawiera bardzo dobrze przyswajalne przez organizm niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe oraz tokotrienol i skwalen.